专利名称：预装式变电站的制作方法
技术领域：
本发明涉及变电站技术领域，特别是包括有高压室、低压室、变压器室的预装式变电站。
背景技术：
在电力传输与应用中，为了将电网中的高压(1-52kV)电能转换为低压(0.4kV)电能，广泛采用预装式变电站。预装式变电站是现行国家标准和IEC标准的术语，此前预装式变电站也被称为箱式变电站、组合式变电站、成套变电站、紧凑型变电站或欧式箱变等。
在GB/T17467-1998《高压/低压预装式变电站》国家标准和IEC13301995《High-voltage/low-voltage prefabricated substations》国际电工委员会标准中，预装式变电站的主要元件是变压器、高压开关设备和控制设备、低压开关设备和控制设备、相应的内部连接线(电缆、母线和其它)和辅助设备。这些元件应该用一个公用的外壳或一组外壳封闭起来。
预装式变电站不同于常规化土建变电站，是在工厂将上述变压器、高低压开关、控制设备、辅助设备等元件和外壳按一定设计方案连线、装配并通过试验的成套设备；整体或分部件运到使用现场后，经现场安装和外部进出电缆连接，可立即投入使用。
预装式变电站的公用外壳或一组外壳，通常被分为三个隔室，高压室包括高压开关设备和控制设备，变压器室包括变压器，低压室包括低压开关设备和控制设备；在上述标准，胡兆明、申威.箱式变电站.电力设备.2000(1)和William Stemmons.Packaged PowerControl Assemblies.Copyright Material IEEE Paper No.PCIC-84-11等文献中，以及中国专利如“地下室式预装式变电站(专利号00205369.1)”中，可知已有的预装式变电站三个隔室是平面、并排、紧凑靠在一起，放置在地面上或部分或全部在地面下安装。预装式变电站的外壳通常由金属材料制造，为了安装、连接、运行和维护的需要，每个隔室一般开有门。整体运输吊装的变电站示于图1，三个隔室结构布置及主电路示于图2；三个隔室的典型平面布置如图3示，分别一种为目字形布置平面图，以及两种为品字形平面布置图。
随着城市环境美化要求的提高，人们希望减少预装式变电站的占地面积。上述技术方案存在的不足之处是1、占地面积大。如图1、2、3所示三个隔室平面布置的预装式变电站，在地面上安装时，由于高压室、低压室、变压器室呈平面排布，占地面积为三者之和。
2、占据空间大。对于一些空间小，或有空间限制的环境，不方便安装。若是将变电站部分地面下安装时，对高压室和低压室有相当高的防水要求，以防止电器元件故障。另外，也不便于高压室、低压室的运行和维护操作，因为高压室、低压室的门有可能被地面遮挡住。再者，发热量较大的变压器室散热困难，无法做到四周通风。
3、若是将变电站完全埋入地下，则地下室建造费用大，需为地下室提供人工散热通风。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变压器室便于设置在地下，而且通风好，高压室和低压室防水要求保持不变的预装式变电站。
为实现本发明的目的，所述的预装式变电站包括高压室，低压室，变压器室，所述的高压室和低压室设置在变压器室的上方，在变压器室的上部设有可露出地面的通风散热窗。
由于采用了高压室和低压室设置在变压器室的上方，在变压器室上部的侧面设有通风散热窗结构方案，结合变压器室中所安装的油浸变压器如下特点1、防水要求低(可在水中或雨中运行)，即适于户外运行。2、油浸变压器的接线端在上端，与高压室和低压室电缆连接简单，并容易进行防水处理。3、油浸变压器运行可靠性高，可实现20年免维护，不需人员入变压器室。4、要求充分散热。当变压器室被埋入地下后，只有通风散热窗露出地面，整个预装式变电站至少缩小了一个变压器室的占地面积，同时满足了其中的变压器工作环境要求，使变压器的安装和电连接操作方便了，变压器室面积可以增大至等于高压室和低压室的占地面积之和，而高度也因埋入地下后不会占据空间，避免了空间设计受到限制的问题。整个预装式变电站虽然在外表体积比起现有的变电站有所增大，但在使用时，由于有一部分被埋入地下，所占据的地面上空间和面积均比现有的小。并且，变压器室空间增大了许多，而且四周均可设置通风散热窗，使其中的变压器散热环境大大改善。再结合高压室和低压室的要求，1、防水要求高；2、需要经常操作、维护高压室和低压室内的开关等设备；3高压室和低压室内设备发热小，无需对流散热通风。上述技术方案的特点使得高压室和低压室在使用时，比地面高出至少一个通风散热窗的高度，使水不容易进入，提高了防水要求。而高压室和低压室的门完全处于地面之上，便于使用者开、合进入操作。
附图的图面说明如下图1为现有整体运输吊装的变电站的结构图。
图2为图1中的高压室、低压室和变压器室结构布置及主电路图。
图3为高压室、低压室和变压器室的三种典型平面布置图。
图4为本发明预装式变电站的平面结构示意图。
图5为本发明预装式变电站的立体结构示意图。
图6为变压器室中的变压器与高压室、低压室之间电缆连接示意图。
图7为高压室、低压室与变压器室分离时的立体结构示意图。
图8为高压室、低压室与变压器室分离时的另一种立体结构示意图。
图9为高压室、低压室与变压器室分离时的另一种立体结构示意图。
图10为高压室、低压室与变压器室连接结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明预装式变电站的具体实施例作进一步详述。
如图4、5中所示，本发明预装式变电站包括高压室1，低压室2，变压器室3，通风散热窗4，电缆进出口5。高压室1和低压室2上设有门9。
所述的高压室1和低压室2与变压器室3之间设有隔热防火层6，防止变压器室3中的变压器14散发出的热量往上传至高压室1和低压室2，影响其中的电器控制。整个站体为一个整体框架结构，包括有框架11，高压室1、低压室2、变压器室3的侧板10，变压器室3外壳侧板10为可拆卸结构。所述的通风散热窗(4)之下侧面设有电缆进出口(5)，实施时，可在变压器室3外壳侧板10上设有通风散热窗4和地下电缆进出口5。侧板10和框架11由不锈钢或由防护处理的金属材料制成。所述的变压器室3中的变压器14高压端进线电缆插头12和低压出线铜排13设置在上端部，最好是在通风散热窗4下端面之上位置。这种一体式变电站现场就位后，拆开变压器室3的侧板10和打开高压室1与低压室2的门9，连接好地下进出的高压电缆和低压电缆，重装上变压器室3外壳侧板10，半填埋变电站至图4示状态，便可投入正常通电运行。变压器14高压端进线电缆头采用图6示防水的电缆插头12，低压出线铜排13采用热缩环氧胶带密封。由于设置在变压器14的上端部，电缆插头12和低压出线铜排13在变压器室3少量浸水时，不易浸泡在水中；若浸水在通风散热窗4下端面之上位置时，只要不出现积水漫过通风散热窗4至高压室1与低压室2，变电站及变压器14的电气绝缘都是安全的，可保障正常通电运行。
如图4、7中所示，所述的高压室1与低压室2设置成上箱体15，所述的变压器室3设置成下箱体7。这样，变压器室3就有了独立的下箱体7，通风散热窗4设置在下箱体7的上部，下箱体7的顶面为敞开面8。该结构方案可使预装式变电站拆分成两个部分，一来便于制造，二来便于运输，三来便于安装。下箱体7可由不锈钢或由防护处理的金属材料制成，也可以采用水泥混凝土在地下浇注成型，在下箱体7设置好通风散热窗4。此时，将变压器14从敞开面8放入变压器室3中安装后，只需要对高压室1与低压室2进行运输、安装操作。
如图4、8中所示，所述的高压室1与低压室2设置成上箱体15，所述的变压器室3设置成下箱体7，这样，变压器室3就处在下箱体7中，下箱体7的顶面为敞开面8，所述的通风散热窗4设置在高压室1和低压室2下部的外边缘上。同样，下箱体7可由不锈钢或由防护处理的金属材料制成，也可以采用水泥混凝土在地下浇注成型，在下箱体7不需要再设置通风散热窗4了。
如图4、9中所示，所述的高压室1与低压室2设置成上箱体15，所述的变压器室3设置成加大的下箱体7。所述的通风散热窗4设置在高压室1和低压室2下部的外边缘和下箱体7的敞开面8的四周顶面。使用时，只要通风散热窗4所处的位置略高于地平面，防止地平面的雨水直接从通风散热窗4流入变压器室3，变压器室3就不会一下子被水浸泡，其中少量的水会被变压器14使用过程中所散发的热量蒸发。
当预装式变电站采用图7、图8、9结构时，上箱体15中的高压室、低压室与下箱体7中的变压器室可采用图10示螺栓16连接，在使用现场就位并装配成一体后，连接高低压进出电缆、半填埋，并通电运行。
当本发明中的变压器为牵引整流变压器、低压室中设备为半导体整流器和直流负荷开关及辅助设备时，本发明可为半埋地预装式牵引整流变电站。本发明所述的高压室与低压室可以合为仅一个室，但是高压开关设备和控制设备与低压开关设备和控制设备是相互隔开的；也可以是有多个高压室和多个低压室，高低压开关设备和控制设备分别放置在各自的室中。
本发明利用上述变压器、高压室和低压室的特点，给出一种预装式变电站的结构及安装方法，将散热要求高且免维护的变压器室半埋入地面下并在地面上留有散热窗，实现变压器自然通风散热；而将防水要求高且需操作维护的高压室和低压室的置于变压器室之上，在满足变电站运行维护要求的前提下，减小变电站的占地面积，且不增加变电站制造费用。
权利要求
1.预装式变电站，包括高压室(1)，低压室(2)，变压器室(3)，其特征是所述的高压室(1)和低压室(2)设置在变压器室(3)的上方，在变压器室(3)的上部设有可露出地面的通风散热窗(4)。
2.根据权利要求1所述的预装式变电站，其特征是所述的通风散热窗(4)设置在变压器室(3)的侧面。
3.根据权利要求1所述的预装式变电站，其特征是所述的通风散热窗(4)设置在位于高压室(1)、低压室(2)底边外侧之变压器室(3)的顶面。
4.根据权利要求1、2或3所述的预装式变电站，其特征是所述的高压室(1)和低压室(2)设置成上箱体(15)，所述的变压器室(3)设置成下箱体(7)，通风散热窗(4)设置在下箱体(7)的上部，下箱体(7)的顶面有敞开面(8)。
5.根据权利要求1、2或3所述的预装式变电站，其特征是所述的高压室(1)和低压室(2)设置成上箱体(15)，所述的变压器室(3)设置成下箱体(7)，下箱体(7)的顶面有敞开面(8)，所述的通风散热窗(4)设置在高压室(1)和低压室(2)下部的外边缘上。
6.根据权利要求1、2或3所述的预装式变电站，其特征是所述的高压室(1)和低压室(2)设置成上箱体(15)，所述的变压器室(3)设置成下箱体(7)，下箱体(7)的顶面有敞开面(8)，所述的通风散热窗(4)设置在高压室(1)和低压室(2)下部的外边缘和下箱体(7)的上部。
7.根据权利要求1、2或3所述的预装式变电站，其特征是所述的变压器室(3)中的变压器(14)高压端进线电缆插头(12)和低压出线铜排(13)设置在上端靠通风散热窗(4)位置。
8.根据权利要求1、2或3所述的预装式变电站，其特征是所述的高压室(1)和低压室(2)与变压器室(3)之间设有隔热防火层(6)。
9.根据权利要求1、2或3所述的预装式变电站，其特征是所述的通风散热窗(4)之下侧面设有电缆进出口(5)。
全文摘要
本发明涉及变电站技术领域，特别是包括有高压室、低压室、变压器室的预装式变电站。解决现有技术中预装式变电站占地面积大，占据空间大，完全埋入地下，建造费用大，需提供人工散热通风的问题。所述的预装式变电站包括高压室，低压室，变压器室，所述的高压室和低压室设置在变压器室的上方，在变压器室的上部设有露出地面的通风散热窗。使用时，变压器室半埋入地面下，通风散热窗位于地面上，实现变压器自然通风散热，在满足变电站运行维护要求的前提下，减小变电站地表面上的占地面积和空间，且不增加变电站制造费用。
文档编号H02B7/00GK1412905SQ02152089
公开日2003年4月23日 申请日期2002年12月2日 优先权日2002年12月2日
发明者刘爱和 申请人:刘爱和